ENERJİ HATLARI ÜZERİNDEN İLETİŞİM (POWERLINE COMMUNICATION)

Transkript

1 ENERJİ HATLARI ÜZERİNDEN İLETİŞİM (POWERLINE COMMUNICATION)

2 PLC - Elektrik Hatları Üzerinden Haberleşme PLC (Power Line Communication) mevcut güç hatları üzerinden sistemler arası veri alış verişini sağlamak amacıyla geliştirilmiş bir teknolojidir. PLC teknolojisine sahip sistemler; Kullanılan haberleşme bantlarına(cenelec, ARIB, FCC, Broadband, vs...), Kullanım amaçlarına (Smart Grid, Home Automation, vs...), Modülasyon tiplerine (FSK, S-SFK, DCSK, PSK, OFDM, vs...), Ağ yapılarına (Tree, Point-to-Point, Mesh), Taşıyıcı sinyal tiplerine (AC / DC), Kullanılan Protokollere(Y-Net, IEC6134, G3, PRIME, vs...) göre sınıflandırılabilirler. PLC sistemleri gelişen teknoloji ile birlikte günümüzde Akıllı Şebekeler için en çok tercih edilen haberleşme alt yapısını seçeneğini oluşturmaktadır. Son yıllarda da ülkemizde PLC haberleşme alt yapısını kullanan akıllı şebeke denemeleri gerçekleştirilmeye başlanmıştır.

3 PLC - Elektrik Hatları Üzerinden Haberleşme Ülkemizde yapılan pilot uygulamalarda Avrupa Standartları kapsamında CENELEC-A bandı kullanılarak pilot uygulamalara başlanılmıştır. Elektromed Ar&Ge Merkezi bünyesinde, CENELEC-A bandı sınırları içerisinde çalışabilen sistemler arasından S-FSK, DCSK, OFDM modülasyon tipleri ile IEC-61334, G3, PRIME, Y-Net protokolleri üzerine çalışmalar yapılmakta ve pilot bölge kurulumları ile saha testleri devam etmektedir. Yapılan çalışmalar sonucunda her modülasyon tipinin ve protokolün diğerlerine göre avantaj ve dezavantajları olduğu gözlemlenmiştir. Özellikle ülkemizde elektrik şebekelerinin düzensiz olması ve bu sebeple ortaya çıkan gürültü oranlarının yüksekliği sebebiyle kurulum yapılan saha şartları göz önünde bulundurularak uygun modülasyon ve protokol seçiminin yapılması sistem başarısında en büyük etken olarak göze çarpmaktadır.

4 PLC Modülasyon Teknikleri PLC teknolojisi tarihçesine bakıldığında öncelikle günümüzde gürültü dayanıklılığı ve veri iletişim hızının yüksek olması gereksinimleri göze çarpmaktadır. Bu gereksinimler doığrultusunda PLC fiziksel katmanında kullanılan modülasyon teknikleri bu iki sorunu çözebilemek üzerine yoğunlaşmış en uygun çözümün bulunması amaçlanmıştır. Firmamız tarafından tercih edilen modülasyon tiplerine kısaca göz atacak olursak...

5 Spread Frequency Shift Keying (S-FSK) Frekans Kaydırmalı Anahtarlama modülasyonundan türetilmiştir. İki haberleşme frekansının birbirinden uzaklaştırılması mantığına dayanmaktadır (en az 10kHz). Bu şekilde iki frekanstaki haberleşme kaliteleri birbirlerinden bağımsız hale getirilerek dar bant girişimlerine ve haberleşme için kullanılan hatta bağlı olarak farklı frekanslardaki yüklerden kaynaklı sönümlenmelere karşı dayanıklılık arttırılmıştır. IEC olarak standartlaştırılmıştır. Düşük haberleşme hızı(1200bps maksimum 2400bps ) ve Mesh ağ yapısını desteklememesi dezavantajları olarak görülmektedir. Bu dezavantajların yanı sıra gürültü dayanaklılığı, düşük maliyeti, düşük güç tüketimi ve uygulama katmanının basitliği avantajları olarak görülmektedir.

6 Differential Code Shift Keying (DCSK) Spread Spectrum modülasyon teknikleri arasında kabul edilmektedir. Veri gönderilirken tek bir frekansta(verinin gönderilmesi için gereken minimum frekans) değil bir frekans bandı içerisinde(verinin gönderilmesi için gerekli frekans aralığından daha geniş bir aralık) gönderilir. Bu şekilde bilgi güvenliği daha üst düzeye çıkartılmış ve gürültüye karşı dayanıklılık arttırılmış olmaktadır. Yüksek bant genişliği gerektirmesi haberleşme hızını düşürmektedir (Maksimum 2400bps). Kabul edilmiş bir standardının olmaması ve düşük haberleşme hızı en önemli dezavantajları olarak görülmektedir. Bu dezavantajların yanı sıra gürültü dayanaklılığı ve Mesh ağ yapısını desteklemesi önemli tercih sebepleri arasında görülmektedir.

7 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) Birden fazla alt taşıyıcı kullanılarak eş zamanlı veri paketlerinin gönderilmesi amacıyla geliştirilmiştir. Bu şekilde geleneksel modülasyon şemalarından biriyle module edilmiş sinyal farklı alt taşıyıcılara yüklenerek paralel şekilde alıcıya ulaştırılmaktadır. Bu çalışma prensibi sayesinde haberleşme hızı artmaktadır (maksimum 128kbps / PRIME). Günümüzde en çok tercih edilen PLC protokolleri olan G3, PRIME bu modulasyon tipini kullanmaktadır. Yüksek veri hızı sebebiyle düşük gürültü seviyesine sahip şebekelerde yüksek performans göstermektedir. Aynı donanım ile hem G3 hem de PRIME protokollerinin desteklenebilmesi, gelişmiş MAC katmanı özellikleri(adresleme özellikleri sebebiyle tek modem ile 1000 ve üzeri kullanıcıya erişilebilmesi) ve yaygın olarak tercih edilmesi en önemli avantajları olarak görülmektedir. Bu avantajların yanı sıra gürültü dayanıklılığının az olması, yüksek maliyeti ve güç tüketimi en önemli dezavantajları olarak göze çarpmaktadır.

8